液控單(dan)向閥鎖(suo)死原因分析研究(jiu)
液控單向閥是允許油液向一個方向流動，反向流動則必須通過液壓控制來實現的單向閥。在液壓系統中，為了使執行元件停止在固定位置，并防止其停止后竄動，一般采用鎖緊回路。在精度要求較高的場合，多使用液控單向閥。但是，當選用的液控單向閥與系統的壓力及被鎖緊的最大負載之間不匹配時，就會使液控單向閥鎖死。
1、液控(kong)單向閥(fa)鎖(suo)死的現(xian)象
在打(da)(da)包(bao)機(ji)工作(zuo)中(zhong)，當打(da)(da)包(bao)機(ji)的主壓向下壓縮時(shi)，由于(yu)纖維與壓縮箱壁(bi)的摩擦，使門(men)(men)鎖(suo)帶動鎖(suo)門(men)(men)液壓缸(gang)向上竄(cuan)動而將門(men)(men)打(da)(da)開，導致打(da)(da)包(bao)機(ji)不能(neng)正常工作(zuo)。為了解決這個問題，在打(da)(da)包(bao)機(ji)的鎖(suo)門(men)(men)機(ji)構回(hui)路中(zhong)，增加了雙向液控單向閥，以(yi)此(ci)來保(bao)證鎖(suo)門(men)(men)液壓缸(gang)的穩定性。但是，在實際的應用中(zhong)卻出現鎖(suo)門(men)(men)液壓缸(gang)不動作(zuo)這種現象。
當打包機不進行實物打包，空車運轉時，主壓頭運行到下限位，鎖門液壓缸動作使鎖門機構向上運動，從而使箱門打開，鎖門機構上下運動靈活。但是當進行實物打包時，鎖門液壓缸卻不動作，箱門打不開。經過仔細的觀察、研究，發現主壓液壓缸向下壓縮時，箱門給門鎖1一(yi)個(ge)向上的力(li)，此力(li)把鎖門液壓(ya)缸2的活(huo)塞(sai)向(xiang)外拉出了(le)一段距離。因為液壓(ya)缸有桿腔回(hui)油(you)被雙向(xiang)液控單向(xiang)閥4封住，所以在鎖門液(ye)壓(ya)(ya)缸(gang)有桿腔(qiang)(qiang)內產生(sheng)了很大的壓(ya)(ya)力(li)，這個壓(ya)(ya)力(li)把液(ye)控(kong)(kong)單(dan)向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)芯(xin)封死。當(dang)液(ye)壓(ya)(ya)缸(gang)的無桿腔(qiang)(qiang)進(jin)油(you)，產生(sheng)的壓(ya)(ya)力(li)即系統的額定壓(ya)(ya)力(li)打不開(kai)液(ye)控(kong)(kong)單(dan)向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)芯(xin)，液(ye)壓(ya)(ya)缸(gang)有桿腔(qiang)(qiang)不能回油(you)，所以鎖門液(ye)壓(ya)(ya)缸(gang)沒有動作。當(dang)把液(ye)壓(ya)(ya)缸(gang)有桿腔(qiang)(qiang)內的壓(ya)(ya)力(li)泄掉(diao)，拆開(kai)液(ye)控(kong)(kong)單(dan)向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)，把單(dan)向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)芯(xin)取出不用，再進(jin)行打包，一切動作都正(zheng)常了。
2、液控單向閥(fa)鎖死(si)的原因分析
為了(le)解(jie)決這個問題，首(shou)先(xian)要知(zhi)道雙(shuang)向(xiang)液(ye)控單(dan)向(xiang)閥(fa)的(de)(de)結構原理，研究(jiu)其受力狀況(kuang)，才能找(zhao)到液(ye)控單(dan)向(xiang)閥(fa)鎖死的(de)(de)原因(yin)，從而找(zhao)到解(jie)決的(de)(de)方(fang)法(fa)。
2.1、雙向(xiang)液(ye)控(kong)單向(xiang)閥(fa)的工作原理
雙向液控單向閥的結構如圖2所(suo)示。它由兩個液控單向閥(fa)組(zu)成(cheng)，共用一(yi)個閥(fa)體1和控制活(huo)塞2。當通口A通壓力油時，通口A和(he)B相(xiang)通，同時油液又使右閥打開，保持(chi)通口C和D相通(tong)。同樣，當通(tong)口C通壓(ya)力油時(shi)，通口(kou)C和(he)D相通，通口A和B也相通(tong)。而當通(tong)口A和C都不通壓力油(you)時，B和(he)D被(bei)(bei)兩個單向閥封閉，執(zhi)行元件被(bei)(bei)雙向鎖住(zhu)。
2.2、理論計算
分(fen)析雙向液控單向閥的(de)受(shou)力狀(zhuang)況，找到反向開啟(qi)的(de)條件(jian)。
(1)使液控單向閥反(fan)向開(kai)啟的力Rk：
Rk=peSk=penkSv
式中pe———液壓缸無桿腔內的壓力，單位為(wei)Pa；
Sk———液控(kong)單向閥內(nei)控(kong)制活(huo)塞的有(you)效作(zuo)用(yong)面(mian)積，單位為m2；
nk———開啟比，nk=Sk/Sv；
Sv———液控單向閥閥芯(xin)關閉時(shi)的(de)有效作用面(mian)積，單位為m2。
(2)負載產生的使液控單(dan)向(xiang)閥(fa)(fa)閥(fa)(fa)芯(xin)關閉的力R1：
R1=p1S1
式中p1———負載在液壓缸有桿腔內(nei)產生的單位靜壓力(li)，單位為(wei)Pa，p1=F/S1；
F———液(ye)控單向(xiang)閥(fa)內要鎖住(zhu)的負(fu)載力，單位為N；
S1———液壓缸有(you)桿腔內(nei)的有(you)效作用面積，單位為m2。
(3)由于(yu)液壓缸無桿(gan)腔內的壓力pe
使液壓缸有桿腔內產生的壓力p2：
p2=npe
式中n———液壓缸(gang)的速比，n=S2/S1；
S2———液壓(ya)缸無桿腔(qiang)內(nei)的有效作(zuo)用面積，單(dan)位為m2。
(4)壓力(li)p2
產生的使液控單向閥閥芯關閉的力R2：
R2=p2Sv=npeSv
(5)使液(ye)控單向閥閥芯(xin)關閉(bi)的(de)合力Rb：
Rb=R1+R2+Rc=p1Sv+npeSv+Rc
式中Rc———彈簧(huang)的壓力，單位為N。
(6)要使(shi)液控單向閥能夠反向開啟的條件為：Rk>Rb，即(ji)：pe(nv－n)>F/S1+Rc/Sv。可(ke)見只有滿足上式(shi)液壓(ya)缸(gang)才(cai)能(neng)(neng)有動作。由(you)上式(shi)可(ke)知：①當液控單向(xiang)閥(fa)的開(kai)啟比(bi)(bi)大(da)(da)于液壓(ya)缸(gang)的速比(bi)(bi)時，才(cai)有可(ke)能(neng)(neng)打開(kai)液控單向(xiang)閥(fa)，油液才(cai)能(neng)(neng)反(fan)向(xiang)流動。帶有預(yu)泄(xie)壓(ya)功能(neng)(neng)的先(xian)導式(shi)單向(xiang)閥(fa)開(kai)啟比(bi)(bi)比(bi)(bi)較大(da)(da)，可(ke)以滿足使用(yong)鎖緊壓(ya)力，這是選用(yong)液控單向(xiang)閥(fa)時應特別注意的問題。
2.3、改進方法
由以上的(de)(de)結(jie)論可(ke)知：要使液控單向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)能夠反向(xiang)(xiang)開(kai)啟(qi)，必須選用開(kai)啟(qi)壓(ya)力比較小(xiao)的(de)(de)液控單向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)。帶卸(xie)(xie)荷閥(fa)(fa)芯的(de)(de)液控單向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)比不帶卸(xie)(xie)荷閥(fa)(fa)芯的(de)(de)液控單向(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)的(de)(de)開(kai)啟(qi)壓(ya)力小(xiao)得多，可(ke)以滿足使用要求。
3、結束語
液(ye)(ye)控單向(xiang)(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)的選(xuan)用(yong)應(ying)根據液(ye)(ye)控單向(xiang)(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)應(ying)用(yong)的不同場合，確定其開啟壓力。選(xuan)用(yong)液(ye)(ye)控單向(xiang)(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)應(ying)考慮與系(xi)統的壓力及被(bei)鎖(suo)緊的最(zui)大負載之間是否匹配，以避免液(ye)(ye)控單向(xiang)(xiang)(xiang)閥(fa)(fa)被(bei)鎖(suo)死(si)。
